刘河煤矿巷道交叉点U型钢棚抬棚支护技术

1、神火煤业公司“五小”创新成果推荐表成果名称新型巷道交叉点U型钢抬棚支护技术完成人（不超过5人）吴鹏、李辉、张桂东、一、设计背景由于巷道交叉点的开挖，使交叉点处的围岩原始受力状态发生改变，由于交叉点处巷道跨度和顶板裸露面积往往很大，加上交叉点附近巷道两侧支承压力区和顶板卸载区的相互影响，使该处围岩受力复杂，造成支护难度大，原有的锚网喷支护已不能满足现场安全需要，为了控制交叉点巷道围岩，减少后期巷道维修量，经过现场反复探索比较，我矿摸索出了一套行之有效、安全美观的U型钢抬棚支护技术。二、设计方案采用半圆拱形U型钢棚抬棚支护能够很好的适用巷道的自然平衡拱，抬棚钢梁采用两根11#工字钢梁制作而成，抬棚

2、钢梁上按照棚距（1000mm）预留好固定梁子的孔，抬棚钢梁长度要满足能够搭接两端各两架棚子的长度，这样能够使抬棚钢梁与交叉口两侧的两根U型钢棚固定在一起，大大增强了抬棚的安全性。抬棚位置的U形钢棚梁子仍采用跟巷道尺寸配套的型号，这样能够适应现场拱形巷道的弧度需要，使梁子能够紧贴顶板，梁子与抬棚钢梁搭接处用带有卡槽的卡子固定，这样能够防止梁子受力时出现下滑现象，梁子搭接长度可适当调节，并用卡子固定牢固。在钢梁中间加设一道锚索固定，即在抬棚钢梁上方施工一根长度8米的锚索，锚索安装后先用锚链将抬棚钢梁套住卡在锚索绳上，然后再锚索锁头锁住锚链，使大链始终起到拖住抬棚钢梁的作用，有效地防止抬棚钢梁中间位

3、置受力变形。为保证交叉点处抬棚抗压能力能满足此处巷道顶板的压力，需对台棚的承压能力进行计算。具体计算公式及结果如下：1、交叉点金属可缩支架的承载能力计算式中：支架的可缩量，一般0.35m； 矿用U型钢棚的截面抵抗矩，cm3；取150 钢材的屈服极限，取235KPa； 在两侧可缩节点水平上的顶拱矢高，取3400cm； 在两侧可缩节点水平上的顶拱宽度，取3600cm； 交叉点支架可缩节点上的卡箍数目，交叉点支架n0=3。 以上各指标代入公式可得： Ra=328.76KPa2、 金属拱形可缩支架在交叉点区域内的安设间距 式中：交叉点金属拱形支架的强度安全系数，=1.5， ， 取0.5， 取2。 以上

4、各指标带入公式可得： m由以上计算可见，单架棚的承载能力达到328.76KPa，且棚距3.66m即可达到要求，实际上现场棚距为1m，满足要求绰绰有余。三、创新点巷道交叉口处架棚支护为井下施工的难点，特别是交叉口处的棚腿影响交叉处巷道的使用空间，不利于行人及设备运输。本方案巧妙的使用工字钢棚配合U型钢顶梁联合支护，轻而易举的解决了上述问题，且不影响支护的质量。施工后的巷道交叉处行人方便，运输畅通，美观大方。四、效果评价（安全效益和经济效益）（一）安全效益交叉点处使用的两根工字钢棚强度大，与U型钢棚连接牢固，特别是起吊挂作用的锚索，更增加了支护的安全性。对方巷道口不再存在U型钢支腿占用巷道空间的现象，运输设备时杜绝了碰撞事故的发生，既保证了支护的安全，又保证了运输设备时挤手碰脚事故的发生，对安全的作用显而易见。（二）经济效益本方案的采用使巷道交叉口位置的选择适用性更强，以往新开口巷道必须考虑考开口处的围岩状况，若在围岩性质稍差的地方开口需架棚支护时，如不使用本方案则开口难度较大，往往需另选位置，费工费时费料，有时甚至必须丢掉一部分煤炭资源而选择围岩性质较好的位置开口新巷道。使用本方案便可以轻松解